Förbättra kapacitorteknik med molekylär beläggning: ny studie visar ökad kapacitet och livslängd.

StockholmForskare vid Tohoku University har förbättrat kondensatortekniken genom att öka kapacitet, livslängd och kostnadseffektivitet med en ny teknik för molekylär beläggning. Kondensatorer är viktiga komponenter i elektroniska kretsar eftersom de snabbt kan lagra och frigöra energi, medan batterier behöver mer tid för att laddas. Denna utveckling leder till prisvärda och högpresterande kondensatorer.

Viktiga förbättringar som uppnåtts är bland annat:

• Förbättrad kapacitet (2,4 gånger högre än endast kol)
• Förlängd livslängd (20 000 laddnings- och urladdningscykler)
• Kostnadseffektivitet

Traditionella kondensatorer laddas snabbt men har låg lagringskapacitet och är dyra att tillverka, särskilt när man använder material som kolnanorör. Även om dessa material bidrar till att skapa superkondensatorer, gör deras höga kostnad att de inte är lämpliga för allmänt bruk.

Tohoku-teamet använde järnazafthtalocyanin (FeAzPc-4N), ett blått pigment, för att öka kapaciteten hos kondensatorer tillverkade av aktivt kol till 907 F/gAC. Denna metod fungerar genom adsorption på molekylär nivå och utnyttjar redoxpotentialen hos FeAzPc-4N. Tekniken ökar inte bara kondensatorns kapacitet utan håller även dess prestanda stabilt över 20,000 laddnings- och urladdningscykler vid höga strömmar, vilket gör den lämplig för krävande applikationer som att driva lysdioder.

Läs också:

Idag · 12:24

Innovativ process förvandlar växtavfall till grönt flygbränsle

Denna forskning utmärker sig genom sitt fokus på praktiska, skalbara och miljövänliga lösningar. Aktiverat kol är billigt och lätt att få tag på, till skillnad från de dyra och sällsynta CNT:erna. Användningen av FeAzPc-4N bidrar till att förbättra energilagringen genom redoxprocesser, vilket ger ett mer hållbart och kostnadseffektivt alternativ för storskalig tillverkning av kondensatorer.

Kondensatorer kan nu användas mer allmänt för att lagra förnybar energi, driva elfordon och i vardagselektronik. De har en längre livslängd, vilket innebär mindre elektroniskt avfall och en mer hälsosam miljö. Dessutom är kondensatorer mindre giftiga än batterier, vilket gör dem säkrare för både tillverkare och användare.

Teamet planerar att ytterligare förbättra denna teknik genom att utveckla kondensatorer som kan lagra lika mycket energi som batterier men samtidigt laddas och laddas ur snabbt. Detta kan förändra sättet vi lagrar energi på genom att erbjuda snabbare, säkrare och mer hållbara alternativ jämfört med traditionella batterier.

Teamet vid Tohoku Universitet har kombinerat den låga kostnaden för aktiverat kol med den höga prestandan hos FeAzPc-4N för att utveckla bättre superkondensatorer. Deras arbete syftar till att skapa nya enheter som inte bara är mer avancerade utan även mer miljövänliga och prisvärda.